சமாரியம் அறிமுகம்
சமாரியம் (Sm), அணு எண் 62 ஐக் கொண்ட ஒரு ரசாயனத் தனிமம், லாந்தனைடு அல்லது அரிதான பூமி தனிமமாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது. இது ஒரு வெள்ளி-வெள்ளை உலோகம், இது அறை வெப்பநிலையில் காற்றில் ஒப்பீட்டளவில் நிலையானது, ஆனால் சூடாக்கும்போது ஆக்சிஜனேற்றம் அடையலாம். மற்ற அரிதான பூமி தனிமங்களைப் போலவே, சமாரியமும் அதன் எலக்ட்ரான் அமைப்பிலிருந்து உருவாகும் சிறப்பியல்பு பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது, இது அதன் பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு பங்களிக்கிறது.
இயற்கையான இருப்பு
சமாரியம் இயற்கையில் ஒரு தனித்த தனிமமாக காணப்படுவதில்லை, ஆனால் பல்வேறு கனிமங்களில் மற்ற அரிய பூமி தனிமங்களுடன் இணைந்து காணப்படுகிறது. சமாரியத்தின் மிக முக்கியமான ஆதாரங்கள் மோனாசைட், பாஸ்ட்னாசைட் மற்றும் செனோடைம் போன்ற கனிமங்கள் ஆகும். இந்த கனிமங்கள் பொதுவாக தீப்பாறைகள் மற்றும் உருமாறிய பாறைகளிலும், இந்த பாறைகளின் வானிலையால் பெறப்பட்ட பிளேசர் படிவங்களிலும் காணப்படுகின்றன.
இந்தியாவில், அரிய பூமி-கொண்ட கனிமங்களின், குறிப்பாக மோனாசைட்டின் குறிப்பிடத்தக்க இருப்புக்கள், கேரளா, தமிழ்நாடு, ஆந்திரப் பிரதேசம் மற்றும் ஒடிசா போன்ற மாநிலங்களின் கடற்கரைகளில் உள்ள மணல் பரப்புகளில் காணப்படுகின்றன. இந்த மணல் சமாரியம் உட்பட பல்வேறு அரிய பூமி தனிமங்களை பிரித்தெடுப்பதற்கான ஒரு முதன்மை ஆதாரமாகும்.
பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் தொழில்துறை செயலாக்கம்
அதன் இயற்கை தாதுவிலிருந்து சமாரியத்தைப் பிரித்தெடுப்பது ஒரு சிக்கலான பல-நிலை செயல்முறையாகும். ஆரம்பத்தில், மோனாசைட் போன்ற அரிய பூமி கனிமங்கள் வெட்டி எடுக்கப்பட்டு, பின்னர் ஈர்ப்பு மற்றும் காந்தப் பிரிப்பு போன்ற உடல் பிரிப்பு நுட்பங்கள் மூலம் செறிவூட்டப்படுகின்றன. இது ஒரு அரிய பூமி செறிவை உருவாக்குகிறது.
அதன் பின்னர், தனிப்பட்ட அரிய பூமி தனிமங்களை பிரிக்க இரசாயன செயலாக்கம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது பொதுவாக அரிய பூமி சேர்மங்களை கரைக்க அமிலக் கசிவு, அதைத் தொடர்ந்து கரைப்பான் பிரித்தெடுத்தல் அல்லது அயனிப் பரிமாற்றம் போன்ற அதிநவீன பிரிப்பு நுட்பங்களை உள்ளடக்கியது. இந்த முறைகள் தனிப்பட்ட அரிய பூமி தனிமங்களின் இரசாயன பண்புகளில் உள்ள நுட்பமான வேறுபாடுகளைப் பயன்படுத்தி மற்ற லாந்தனைடுகளிலிருந்து சமாரியத்தைப் பிரிக்கின்றன.
சமாரியம் நிறைந்த கலவை பெறப்பட்டதும், அது பொதுவாக சமாரியம் ஃவுளூரைடு (SmF3) அல்லது சமாரியம் ஆக்சைடு (Sm2O3) ஆக மாற்றப்படுகிறது. தூய உலோக சமாரியம் பின்னர் இந்த சேர்மங்களை குறைப்பதன் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படலாம், பெரும்பாலும் அதிக வெப்பநிலை மற்றும் வெற்றிடத்தின் கீழ் கால்சியம் அல்லது லித்தியம் போன்ற ஒரு வினைத்திறன் மிக்க உலோகத்தைப் பயன்படுத்தி மெட்டலோதெர்மிக் குறைப்பு மூலம் இது செய்யப்படுகிறது.
இந்தியாவில், இந்தியன் ரேர் எர்த்ஸ் லிமிடெட் (IREL) போன்ற நிறுவனங்கள் மோனாசைட் மணல்களை அகழ்வாராய்ச்சி செய்வதிலும் செயலாக்குவதிலும் ஈடுபட்டுள்ளன, இது சமாரியம் போன்ற தனிப்பட்ட அரிய பூமி தனிமங்களாகப் பிரிப்பதற்கான மூலப்பொருளாகப் பயன்படும் அரிய பூமி செறிவுகளை உற்பத்தி செய்கிறது.
சமாரியத்தின் பொதுவான அன்றாடப் பயன்பாடுகள்
சமாரியம்-கோபால்ட் நிரந்தர காந்தங்கள்
சமாரியம்-கோபால்ட் (SmCo) காந்தங்களில் சமாரியம் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். இவை சக்திவாய்ந்த, உயர்-செயல்திறன் கொண்ட நிரந்தர காந்தங்கள், அவை அதிக காந்த வலிமை, காந்த நீக்கத்திற்கு சிறந்த எதிர்ப்பு மற்றும் உயர் வெப்பநிலையில் செயல்படும் திறன் ஆகியவற்றிற்காக அறியப்படுகின்றன. SmCo காந்தங்கள் ஹெட்ஃபோன்கள், நுகர்வோர் மின்னணுவியலில் மினியேச்சர் மோட்டார்கள், சென்சார்கள், கணினி ஹார்ட் டிரைவ்கள் மற்றும் துல்லியமான கருவிகள் உட்பட ஏராளமான அன்றாட சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை காந்த அதிர்வு இமேஜிங் (MRI) உபகரணங்கள் போன்ற மருத்துவ பயன்பாடுகளிலும் முக்கியம்.
மருத்துவ கதிரியக்க சிகிச்சை
கதிரியக்க ஐசோடோப்பு சமாரியம்-153 (Sm-153) இலக்கு கதிரியக்க சிகிச்சையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது எத்திலீன்டியமைன்டெட்ராமெத்திலீன் பாஸ்போனேட் (EDTMP) உடன் சேர்மமாகி சமாரியம் [153Sm] லெக்சிட்ரோனம் (குவாட்ராமெட்) உருவாகும்போது, மெட்டாஸ்டாடிக் புற்றுநோயுடன் தொடர்புடைய எலும்பு வலியை குணப்படுத்த சிரைவழி செலுத்தப்படுகிறது. Sm-153 இலிருந்து வெளிப்படும் பீட்டா கதிர்வீச்சுகள் அதிக எலும்பு மாற்றங்கள் உள்ள பகுதிகளைத் தேர்ந்தெடுத்து குறிவைத்து, குறிப்பிட்ட இடத்தில் வலி நிவாரணம் அளிக்கிறது.
அணு உலை கட்டுப்பாடு
சமாரியம் அதிக நியூட்ரான் பிடிப்பு குறுக்கு வெட்டைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது இது நியூட்ரான்களை திறம்பட உறிஞ்சுகிறது. இந்த பண்பு சமாரியம்-149 ஐ அணு உலை கட்டுப்பாட்டு தண்டுகளில் ஒரு பயனுள்ள பொருளாக மாற்றுகிறது. கட்டுப்பாட்டு தண்டுகள் அதிகப்படியான நியூட்ரான்களை உறிஞ்சுவதன் மூலம் அணுக்கரு பிளவு வீதத்தை ஒழுங்குபடுத்துகின்றன, இதன் மூலம் அணு மின் நிலையங்களின் பாதுகாப்பான மற்றும் நிலையான செயல்பாட்டை உறுதி செய்கின்றன. இது சில உலை வடிவமைப்புகளில் எரியக்கூடிய விஷமாக செயல்படுகிறது, இது நியூட்ரான்களை உறிஞ்சும்போது படிப்படியாக அதன் செறிவைக் குறைக்கிறது.
இரசாயன வினைகளில் வினையூக்கி
சமாரியம் சேர்மங்கள், குறிப்பாக சமாரியம் ஆக்சைடு (Sm2O3) மற்றும் சமாரியம் ட்ரைஃப்ளேட் (Sm(OTf)3), பல்வேறு கரிம தொகுப்பு வினைகளில் வினையூக்கிகளாக செயல்படுகின்றன. இவை ஹைட்ரஜனேற்றம், நீரேற்றம் மற்றும் பல்வேறு பிணைப்பு வினைகளை உள்ளடக்கியவை. வினையூக்கிகள் என்பவை நுகரப்படாமல் இரசாயன வினைகளின் வேகத்தை அதிகரிக்கும் பொருட்கள், இது ஏராளமான இரசாயனங்கள் மற்றும் மருந்துகளை திறமையாக உற்பத்தி செய்ய உதவுகிறது.
ஒளியியல் மற்றும் கண்ணாடி பயன்பாடுகள்
சமாரியம் குறிப்பிட்ட ஒளியியல் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கண்ணாடியில் கலக்கும்போது, அது அகச்சிவப்பு ஒளியை உறிஞ்சும். இந்த பண்பு சமாரியம் கொண்ட கண்ணாடியை பாதுகாப்பு கண்ணாடிகளில், குறிப்பாக வெல்டர்களுக்கு, தீங்கு விளைவிக்கும் அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சை வடிகட்ட பயனுள்ளதாக ஆக்குகிறது. சமாரியம் சில பாஸ்பர்கள் மற்றும் லேசர்களில் ஒரு கலவைப் பொருளாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, குறிப்பிட்ட ஒளியியல் அலைநீளங்கள் மற்றும் ஒளிரும் பண்புகளுக்கு பங்களிக்கிறது.